关于天然氢地下形成机理目前有多种解释,其中大多符合可持续、可再生的特点。目前国内外对地质氢的系统研究尚处于起步阶段,现有研究观测到的天然氢形成和发现的地质环境多样,因此天然氢可能是多种成因机制下的产物。其中,大致可分为“深层释放”、地质化学生成、生物生成三大类成因解释。“深层释放”类理论认为地球的地核、地幔中存在极为丰富的氢,随着地质运动会逐渐释放到地表,即因为资源近似无限而近似可再生。地质化学生成、生物生成类理论认为岩石破裂产气、岩石与流体的氧化作用、水的裂解、有机生物与非生物分解等地下化学反应有可能产生氢气,也可以归进可再生一类。近年来,随着氢能源的发展,天然气制氢设备逐渐成为了研究的热点,其具有的高效、低成本等优势备受关注。福建甲醇重整天然气制氢设备
天然气制氢是以天然气做原料生产氢气。根据天然气参加反应的不同,可以分为传统水蒸气重整制氢,部分氧化反应制氢,自热重整制氢三种制氢工艺。水蒸气重整制氢由于设备投资低,产氢率较高,是工业上应用多的天然气制氢技术。绿色发展越来越成为全球共同的发展理念。我国天然气制氢位于煤制氢后列第二。我国天然气制氢始于20世纪70年代,主要为合成氨提供氢气。随着催化剂品质的提高、工艺流程的改进、控制水平的提高、设备形式和结构的优化,天然气制氢工艺的可靠性和安全性都得到了保证。其不足之处是原料利用率低,工艺复杂,操作条件苛刻,并且对设计制造、控制水平和对操作人员的理论水平及操作技能均要求高。广东国内天然气制氢设备天然气制氢设备的生产和使用可以为人类社会的未来发展带来更多的希望和可能性,为建设美好世界作出贡献。
天然气的制取氢流程主要包括四个:原料气预处理、天然气蒸汽转化、一氧化碳变换、氢气提纯。一。原料预处理步骤,这里的预处理主要指的就是原料气的脱硫,实际工艺运行当中一般采用天然气钴钼加氢串联氧化锌作为脱硫剂将天然气中的有机硫转化为无机硫再进行去除。这里处理的原料天然气的流量较大,所以可采用压力较高的天然气气源或者在选择天然气压缩机的时候考虑较大的余量。二、进行天然气蒸汽转化的步骤,在转化炉中采用镍系催化剂,将天然气中的烷烃转化成为主要成分是一氧化碳和氢气的原料气。三、一氧化碳变换,使其在催化剂存在的条件下和水蒸气发生反应,从而生成氢气和二氧化碳,得到主要成分是氢气和二氧化碳的变换气。随着技术对策发展,近年来开始采用一氧化碳高温变换加低温变换的两段工艺设置,这样可以近一步节省对资源的消耗,但对于转化气中一氧化碳含量不高的情况,可只采用中温变换。四、提纯氢气,现在常用的一种氢气提纯系统就是PAS系统,又叫变压吸附净化分离系统,这种系统能耗低、流程简单、制取氢气的纯度较高,氢气的纯度可达99.99%。
配套法规完善是项目落地、正常运营的前提。天然氢与石油、天然气类似,理论上属于矿产资源,开采、出售等均需受到相关部门把控。但与石油、天然气已具有相对完善的项目登记、管理体系不同,天然氢的资源类型定位、管理方法、管理部门等均未明确。因此,现阶段天然氢项目面临落地审批无法可依、即使落地后也存在因政策变动而终止运营的风险。典型如西班牙2021通过的气候变化和能源转型法案禁止新建碳氢化合物开采项目,而导致其国内天然氢项目因天然氢分类不明而难以推进。氢能市场规模尚未完全展开也是天然氢项目保持观望的一大原因。油气井开发属于高成本投入项目,项目建设前需充分考量消纳市场。以天然气气田为例,根据中石油某气田数据,单气井建设成本在5000万元以上,单井采气量50万方/天以上。 天然气制氢设备的优点之一是其高效性,可以在较短的时间内生产出大量的氢气,满足不同领域的需求。
天然气制氢是把天然气通过化学反应转化为氢气的过程。大型天然气制氢反应器较为成熟,但适用于燃料电池的小微型天然气制氢反应器需将原料气预热、脱盐水加热及工艺蒸汽生产、空气预热、燃料及燃烧器、催化重整转化、烟气与工艺气换热等多个系统高度集成,设计和加工制造难度较大。每一个或几个固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆发电,就需要至少匹配1台小微型天然气制氢反应器。小微型天然气制氢反应器还可经进一步处理,匹配质子交换膜燃料电池(PEFC)热电联供系统,适用于电厂冷却用氢及实验室用氢等小规模工业用氢场景,市场应用前景广阔。天然气制氢设备的应用领域包括燃料电池、交通运输等多个领域,为实现能源转型和碳减排做出了重要贡献。山西甲醇天然气制氢设备
随着技术的不断进步,制氢设备的效率和产量不断提高,成本也在逐渐降低。福建甲醇重整天然气制氢设备
尽管国际上已有较多天然氢发现案例,油气矿产开发企业也掌握有着较多天然氢分布相关的资料,但目前仍未有真正商业化的天然氢开采项目落地。能景研究认为,高浓度天然氢矿藏的勘探定位、法规配套、市场消纳寻找是项目落地慢的三大要素。高浓度天然氢矿藏是项目降低开采难度、降低开采成本的关键。天然氢中往往伴有二氧化碳、甲烷、氮气等多种杂质,且不同产地的成分相差较大,某些矿藏中还含有高浓度硫化物等对氢燃料电池有害的物质,提高了提纯技术的要求,也提高了开采成本。现阶段,天然氢开采探索尚未完全起步,技术尚未完全成熟,因此相关开发商仍在以勘探高浓度气源为重心。福建甲醇重整天然气制氢设备